Sylinterit. Mitä sinun pitäisi tietää?
Pitäisikö pienessä autossa olla 2 sylinteriä ja isossa 12? Olisiko kolmi- tai nelisylinterinen moottori parempi samaan malliin? Yhdelläkään näistä kysymyksistä ei ole selkeää vastausta.
Aihe henkilöautojen moottoreiden sylinterien määrästä nousee esiin aika ajoin ja aiheuttaa joka kerta laajaa kiistaa. Pohjimmiltaan tämä tapahtuu, kun on olemassa tietty yleinen "sylinterimäinen" suuntaus. Meillä on nyt yksi - kolmi- tai jopa kaksisylinterisiä moottoreita, joita ei käytännössä ole ollut markkinoilla vuosikymmeniin. Mielenkiintoista on, että sylinterimäärän vähentäminen ei koske vain halpoja ja massaautoja, sama koskee korkeampia luokkia. Tietysti on edelleen autoja, joihin tämä ei päde, koska sylinterien määrä niissä on yksi määräävistä arvoista.
Päätös siitä, kuinka monta sylinteriä tietyn auton moottorissa on, tehdään auton suunnitteluvaiheessa. Tyypillisesti moottoritila on valmistettu moottoreille, joissa on eri sylinterimäärä, vaikka poikkeuksiakin on. Auton koko on tässä tapauksessa ensiarvoisen tärkeä. Voiman tulee olla riittävän tehokas antamaan ajoneuvolle sopiva dynamiikka, ja samalla riittävän taloudellinen erottuakseen kilpailijoista ja täyttääkseen ympäristövaatimukset. Yleensä tiedetään, että pienessä autossa on vähän sylintereitä ja suuressa paljon. Mutta kuinka konkreettista? Tällä hetkellä oletetaan, että niitä on mahdollisimman vähän.
Jokaisessa sylinterissä syntyy vääntömomentti, joka tarvitaan ajovoiman tuottamiseen ajopyöriin. Siksi niitä on otettava riittävä määrä, jotta saadaan aikaan hyvä kompromissi dynamiikan ja talouden välillä. Nykyaikaisissa moottoreissa uskotaan, että yhden sylinterin optimaalinen työtilavuus on noin 0,5-0,6 cm3. Näin ollen kaksisylinterisen moottorin tilavuuden tulisi olla noin 1,0-1,2 litraa, kolmisylinterisen - 1.5-1.8 ja nelisylinterisen - vähintään 2.0.
Suunnittelijat kuitenkin "menevät alas" tämän arvon alle ottamalla jopa 0,3-0,4 litraa, pääasiassa alhaisemman polttoaineenkulutuksen ja pienempien moottorin mittojen saavuttamiseksi. Pienempi polttoaineenkulutus kannustaa asiakkaita, pienemmät mitat merkitsevät vähemmän painoa ja materiaalinkulutusta ja siten alempia tuotantokustannuksia. Jos vähennät sylintereiden määrää ja pienennät myös niiden kokoa, saat valtavasti voittoa suurien volyymien tuotannossa. Myös ympäristön kannalta, sillä autotehtaat vaativat vähemmän materiaaleja ja energiaa.
Mistä yhden sylinterin optimaalinen tilavuus 0,5-0,6 l tulee? Tiettyjen arvojen tasapainottaminen. Mitä suurempi sylinteri, sitä enemmän vääntöä se tuottaa, mutta se on hitaampi. Sylinterissä toimivien komponenttien, kuten männän, männän tapin ja kiertokangen, paino on suurempi, joten niitä on vaikeampi siirtää. Nopeuden lisäys ei ole yhtä tehokas kuin pienessä sylinterissä. Mitä pienempi sylinteri, sitä helpompi on saavuttaa korkeat kierrosluvut, koska männän, männän tapin ja kiertokangen massat ovat pieniä ja kiihtyvät helpommin. Mutta pieni sylinteri ei tuota paljon vääntömomenttia. Siksi on välttämätöntä hyväksyä tietty yhden sylinterin siirtymäarvo, jotta molemmat parametrit ovat tyydyttäviä päivittäisessä käytössä.
Jos otamme yksisylinterisen työtilavuuden 0,3-0,4 litraa, sinun on jotenkin "kompensoitava" tehon puute. Nykyään tämä tehdään yleensä kompressorilla, yleensä turboahtimella tai turboahtimella, ja mekaanisella kompressorilla korkeamman matalan ja keskialueen vääntömomentin saavuttamiseksi. Ahtauksen avulla voit "pumpata" suuren annoksen ilmaa palotilaan. Sen avulla moottori saa enemmän happea ja polttaa polttoainetta tehokkaammin. Vääntömomentti kasvaa ja sen mukana maksimiteho, arvo, joka lasketaan moottorin vääntömomentista ja kierrosluvuista. Suunnittelijoiden lisäase on bensiinin suora ruiskutus, joka mahdollistaa vähärasvaisten polttoaine-ilma-seosten polttamisen.
Tällaiset pienet, 2- tai 3-sylinteriset moottorit, joiden työtilavuus on 0.8-1.2, ovat nelisylinterisiä moottoreita parempia paitsi pienempien mittojen, myös alhaisemman mekaanisen vastuksen ja nopeamman käyttölämpötilan saavuttamisen suhteen. Tämä johtuu siitä, että jokaisen "leikatun" sylinterin myötä lämpenemiseen sekä liikkumiseen ja kitkan syntymiseen tarvittavien osien määrä vähenee. Mutta pienemmillä moottoreilla, joissa on vähemmän sylinterejä, on myös vakavia ongelmia. Tärkeintä on tekninen monimutkaisuus (suoraruiskutus, ahto, joskus kaksoislataus) ja tehokkuus, joka laskee merkittävästi kuormituksen kasvaessa. Siksi ne ovat polttoainetehokkaita, ja ne kulkevat tasaisesti matalalla ja keskialueella. Ihannetapauksessa ympäristöystävällisten ajoperiaatteiden kanssa, kuten jopa jotkut valmistajat ehdottavat. Kun ajamisesta tulee nopeaa ja dynaamista ja moottori pyörii usein, polttoaineenkulutus kasvaa eksponentiaalisesti. Tapahtuu, että taso on korkeampi kuin vapaasti hengittävillä moottoreilla, joilla on suuri iskutilavuus, suuri määrä sylintereitä ja vastaava dynamiikka.
Toimittajat suosittelevat:
-Fiat Tipo. 1.6 MultiJet economy -version testi
- Sisätilojen ergonomia. Turvallisuus riippuu siitä!
– Uuden mallin vaikuttava menestys. Jonot salongissa!
Ei ihme, että jotkut yrittävät löytää muita tapoja saavuttaa sama tavoite. Esimerkiksi käytetään jonkin verran unohdettua ajatusta tiettyjen sylinterien käytöstä poistamisesta. Pienellä moottorin kuormituksella, varsinkin tasaisella nopeudella ajettaessa, tehon tarve on mitätön. Pieni auto tarvitsee vain 50 hv tasaiseen 8 km/h nopeuteen. vierintävastuksen ja aerodynaamisen vastuksen voittamiseksi. Cadillac käytti ensimmäisen kerran sulkusylintereitä V8-moottoreissaan vuonna 1981, mutta luopui siitä nopeasti. Sitten Corvetteissa, Mercedesissä, Jeepissä ja Hondaissa oli "irrotettavat" sylinterit. Toimintatalouden kannalta ajatus on erittäin mielenkiintoinen. Kun moottorin kuormitus on alhainen, osa sylintereistä lakkaa toimimasta, niihin ei syötetä polttoainetta ja sytytysvirta katkaistaan. V8-moottorista tulee joko V6 tai jopa V4.
Nyt idea on toteutettu nelisylinterisessä. Uusimmassa painoksessa lisäelementit, jotka estävät kaksi neljästä sylinteristä, painavat vain 3 kg, ja järjestelmän lisämaksu on 2000 0,4 PLN. Koska alentuneesta polttoaineenkulutuksesta johtuvat edut ovat pieniä (noin 0,6-100 l / 1 km, jatkuvalla hitaalla ajolla jopa 100 l / 100 km), on arvioitu, että imeytymiseen tarvitaan lähes XNUMX XNUMX km matkaa. lisäkulut. On kuitenkin syytä huomata, että sylinterien sammuttaminen ei ole ristiriidassa sylintereiden lukumäärän todellisen vähenemisen kanssa. "Vammaisissa" sylintereissä virta ja sytytys on pois päältä, eivätkä venttiilit toimi (pysyvät kiinni), mutta männät toimivat silti aiheuttaen kitkaa. Moottorin mekaaninen vastus pysyy ennallaan, minkä vuoksi polttoainetalouden hyöty on niin pieni keskiarvossa. Käyttöyksikön paino ja niiden elementtien lukumäärä, jotka on valmistettava, koottava ja saatettava käyttölämpötilaan moottorin käydessä, eivät vähene.
Dynamiikka ja talous eivät kuitenkaan ole kaikki kaikessa. Myös moottorin kulttuuri ja ääni riippuvat suurelta osin sylinterien lukumäärästä. Kaikki ostajat eivät voi sietää kaksisylinterisen tai kolmisylinterisen moottorin ääntä. Varsinkin kun useimmat kuljettajat ovat vuosien varrella tottuneet nelisylinteristen moottorien ääneen. On myös tärkeää, että yksinkertaisesti sanottuna suurempi määrä sylintereitä edistää moottorin kulttuuria. Tämä johtuu käyttöyksiköiden kampijärjestelmien erilaisesta tasapainotasosta, mikä aiheuttaa merkittäviä tärinöitä erityisesti rivissä olevissa kaksi- ja kolmisylinterisissä järjestelmissä. Tilanteen korjaamiseksi suunnittelijat käyttävät tasapainotusakseleita.
Nelisylinteriset käyttäytyvät tärinän suhteen paljon kunnollisemmin. Todennäköisesti pian voimme unohtaa suhteellisen suositut moottorit, jotka ovat lähes täydellisesti tasapainotettuja ja toimivat "samettisesti", kuten V-muotoinen "kuus", jonka sylinterin kulma on 90º. Ne todennäköisesti korvataan pienemmillä ja kevyemmillä nelisylinterisillä moottoreilla sylinterien "leikkauksen" tai niin sanotun "supistamisen" ystävien iloksi. Katsotaan kuinka kauan täydellisesti toimivat V8- ja V12-moottorit suojaavat itseään eksklusiivisissa sedaneissa ja coupeissa. On jo ensimmäiset esimerkit siirtymisestä mallin seuraavan sukupolven VXNUMX:sta VXNUMX:ään. Ainoastaan moottoreiden sijainti superurheiluautoissa näyttää kiistattomalta, jossa jopa kuusitoista sylinteriä voidaan laskea.
Yksikään sylinteri ei ole varma tulevaisuudesta. Halu vähentää kustannuksia ja ympäristöä on nykyään pakkomielteinen, koska se vähentää polttoaineen kulutusta ja hiilidioksidipäästöjä. Alempi polttoaineenkulutus on vain teoria, joka kirjataan mittaussykleihin ja jota käytetään validointitarkoituksiin. Ja elämässä, kuten elämässä, tapahtuu eri tavoin. Markkinatrendeistä on kuitenkin vaikea päästä eroon. Autoanalyytikot ennustavat, että vuoteen 2020 mennessä 52 % maailmassa valmistetuista moottoreista on iskutilavuudeltaan 1,0-1,9 litraa ja enintään 150 hv:n moottoreissa riittää kolme sylinteriä. Toivottavasti kukaan ei keksi yksisylinterisen auton rakentamista.
